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导热性能接近铜的3倍 θ相氮化钽刷新记录
2026年01月22日 15:37:10
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：4532
近日，美国加州大学洛杉矶分校科学家领导的多机构研究团队发现，金属材料θ相氮化钽的热导率高达约1100瓦/米·开尔文，接近铜或银的3倍刷新金属导热性能的纪录。
金属是构成物质的重要一类元素，且种类繁多，元素周期表中超过四分之三的化学元素都属于金属。这类元素几乎都具备一个类似的性质——内部涵盖大量的自由电子，而这也赋予金属材料一个特质——导热性。然而由于电子结构以及数量的不同，不同金属之间的导热性也不尽相同，因此在评价金属材料的时候，导热性成为了一个重要的指标。
而在常见的金属材料中，银和铜的导热性能相对更好，因此许多依赖金属导热性的应用场景，铜往往会被率先采用。比较有代表的领域便是如今消费电子和高端电子领域，芯片的散热难题，几乎都是通过铜制风管来实现的。
事实上，由于算力芯片的性能会受到温度的影响，而散热又与算力芯片直接联系，因此，在如今人工智能高速发展的大背景下，解决散热难题成为了加速该产业发展的一个重点课题，探寻金属热传导极限则是这个课题重要的一个突破口。
就在近日，美国加州大学洛杉矶分校科学家领导的多机构研究团队成功在该领域收获了新发现。
研究团队发现，金属材料θ相氮化钽的热导率高达约1100瓦/米·开尔文，接近铜或银的3倍，刷新金属导热性能的纪录。研究表明，θ相氮化钽具有独特的原子结构，它的钽与氮以六边形网格排列，这种排列能够极大程度削弱电子与声子之间的相互作用，从而让热量能在金属中更自由地流动，展现出更好的导热性。
而这也使得θ相氮化钽成为了理想中的高性能散热材料，有望在微电子、数据中心、航空航天以及量子计算机领域得到应用。更重要的一点是，其原理的探究为下一代高导热材料的设计指明了方向，借此，或许未来散热材料将会迎来一次重要的变革，支撑信息技术以及电子科技产业迈向更高的台阶。
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